CN113277040B - 一种可缓冲储能的auv回收夹紧机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，包括入坞固定环，入坞固定环通过固定杆固定于底座固定板上，位于入坞固定环与底座固定板之间设置有AUV前端保护环，底座固定板上设置有在AUV冲压AUV前端保护环时将其动能进行转化存储的储能机构，AUV前端保护环与入坞固定环之间设置有至少两组相对布置的连杆机构；连杆机构包括固定传动杆和活动传动杆；活动传动杆的一端转动连接于入坞固定环上，另一端与固定传动杆的一端活动连接；相对布置的活动传动杆上固定有相对设置的抱紧板。本发明在对接夹紧过程中，可以不使用外部驱动件直接进行夹紧，同时进行碰撞缓冲和能量回收；AUV释放过程中，可以将对接过程的能量进行释放，反推AUV，辅助AUV的释放。

Description

一种可缓冲储能的AUV回收夹紧机构
技术领域
本发明涉及AUV回收技术领域，具体涉及一种可缓冲储能的AUV回收夹紧机构。
背景技术
一般AUV入坞的速度可达1-2m/s，目前AUV入坞一般采用硬性接触迫使AUV速度降为0。另一方面，AUV的夹紧多需要外部驱动单元，如水下电机，液压缸等，这些水下驱动元件成本高，结构复杂。此外，用水下磁铁吸引AUV特定位置上的不锈钢结构也是一种夹紧方式，但很难做到电磁铁和AUV完全紧贴，导致电磁铁的吸力无法完全释放出来。
公开号为CN111824375A的专利说明书中公开了一种小型回转体型AUV自主收放装置，属于AUV释放回收领域；包括导向罩、衔接管、机械手、总控台、安装架和弹性防撞板，安装架用于支撑整个装置，衔接管和弹性防撞板同轴固定于安装架的两端，总控台设置于安装架的顶端，导向罩同轴安装于衔接管的外端口；多个机械手沿安装架的长度方向均布，用于AUV的夹紧固定；其中机械手、衔接管和导向罩组成AUV回收管。上述方案运用电磁线圈提供吸力，使夹紧机构固定AUV，该结构用弹性碰撞只能作为缓冲，无法进行能量储存，且结构复杂，制作不便。
公开号为CN111717351A的专利说明书中公开了一种用于AUV回收的套筒式减速防撞回收管，导向罩为待回收AUV回收前期进行导向；锁定圈通过收缩将进入回收管内AUV夹紧；缓冲机构完成对AUV进行减速缓冲的功能，保护精密仪器。在AUV回收过程中，回收管使AUV在头部进入导向罩后，可停止AUV螺旋桨的工作。该结构简单可以进行弹性缓冲，但无法释放，只是回收装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，本机构在对接夹紧过程中，可以不使用外部驱动件直接进行夹紧，同时进行碰撞缓冲和能量回收。AUV释放过程中，可以将对接过程的能量进行释放，反推AUV，辅助AUV的释放。
一种可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，包括入坞固定环，所述入坞固定环通过固定杆固定于底座固定板上，位于入坞固定环与底座固定板之间设置有AUV前端保护环，所述底座固定板上设置有在AUV冲压AUV前端保护环时将其动能进行转化存储的储能机构，所述AUV前端保护环与入坞固定环之间设置有至少两组相对布置的连杆机构；
所述连杆机构包括固定传动杆和活动传动杆；所述活动传动杆的一端转动连接于入坞固定环上，另一端与所述固定传动杆的一端活动连接；相对布置的活动传动杆上固定有相对设置的抱紧板；AUV冲压AUV前端保护环时，AUV前端保护环通过连杆机构驱动抱紧板抱紧AUV。
本方案中，通过储能机构能对AUV进行碰撞缓冲，同时可以将碰撞产生的能量进行回收；另外通过连杆机构驱动抱紧板抱紧AUV，不使用外部驱动件直接进行夹紧，结构简单便于制作，便于控制。
作为优选，所述储能机构包括缓冲板、两端分别连接缓冲板和底座固定板的缓冲弹簧、设置于底座固定板上能对缓冲板进行吸附的电磁铁；所述AUV前端保护环固定在缓冲板上，所述固定传动杆远离活动传动杆的一端固定在缓冲板上。
AUV入坞由直接碰撞改为弹性缓冲，减少内部由振动造成可靠性降低的问题。通过电磁铁储存在弹簧中的能量在释放AUV时提供反推力，可防止AUV卡顿，提升AUV出坞的成功率。
作为优选，所述电磁铁包括位于缓冲弹簧两侧的两个。
作为优选，所述缓冲弹簧内设置有一端固定于缓冲板上、另一端穿过底座固定板的导向杆。
作为优选，所述活动传动杆与固定传动杆连接的一端设置有倾斜的滑动槽口，所述固定传动杆与活动传动杆连接的一端设置有能在滑动槽口内滑动的滑杆。
传动机构之间的连接采用槽口机构，在水下传动相对于旋转副更加稳定可靠。另外可通过调整滑动槽口的角度，来调节夹紧AUV的力。
进一步优选，每组连杆机构包括相对的两个，每组内两个固定传动杆通过穿过滑动槽口的滑杆连接。
作为优选，所述活动传动杆与固定传动杆通过转动副活动连接。
作为优选，所述抱紧板采用与AUV侧壁结构相适应的弧形结构。
本发明的有益效果：
(1)AUV入坞由直接碰撞改为弹性缓冲，减少内部由振动造成可靠性降低的问题。
(2)通过电磁铁储存在弹簧中的能量在释放AUV时提供反推力，可防止AUV卡顿，提升AUV出坞的成功率。
(3)在不需要外部驱动构件的条件下，仅靠AUV自身入坞的动能进行AUV的夹紧。
(4)相对于磁铁平面与AUV圆柱侧面的吸附作用，磁铁和弹簧板可以较紧密贴合，充分利用磁铁吸力。
(5)可以改变抱紧板的前后位置和滑动槽口角度，调节夹紧AUV的力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为AUV入坞前的结构示意图；
图3为AUV入坞后的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，包括入坞固定环1，入坞固定环1固定在AUV的辅助入坞口，如喇叭口上，入坞固定环1通过四个固定杆2固定于底座固定板3上，入坞固定环1、固定杆2和底座固定板3构成本机构的基本框架。
位于入坞固定环1与底座固定板3之间设置有AUV前端保护环4，用于AUV入坞后拖住AUV的前端；底座固定板3上设置有在AUV冲压AUV前端保护环4时将其动能进行转化存储的储能机构。
本实施例中，储能机构包括缓冲板5、两端分别连接缓冲板5和底座固定板3的缓冲弹簧6、设置于底座固定板3上能对缓冲板5进行吸附的电磁铁7；其中，缓冲弹簧6内还设置有导向杆61，导向杆61一端固定于缓冲板上5、另一端穿过底座固定板3；电磁铁7包括位于缓冲弹簧6两侧的两个，且电磁铁7上带有电磁铁水密接口71；AUV前端保护环4通过六个固定柱11固定在缓冲板5上。
在AUV入坞后会冲压AUV前端保护环4及缓冲板5，AUV的动能转化为缓冲弹簧6的弹性势能。另一方面，缓冲弹簧6的力和压缩距离成正比，电磁铁7的吸力和压缩距离的多次方成正比，所以缓冲弹簧6压缩后，可以通过电磁铁7吸附缓冲板5保持缓冲弹簧6压缩，达到储能的作用。
AUV前端保护环4与入坞固定环1之间设置有至少两组相对布置的连杆机构。
本实施例中，连杆机构包括相对布置的两组，且每组连杆机构包括相对的两个。连杆机构具体包括固定传动杆8和活动传动杆9，活动传动杆9的一端转动连接于入坞固定环1上，另一端与固定传动杆8的一端活动连接；固定传动杆8的另一端固定在缓冲板5上。固定传动杆8和活动传动杆9可通过转动副活动连接，但考虑该传动机构在水下传动，故改为槽口传动，具体地，活动传动杆9与固定传动杆8连接的一端设置有倾斜的滑动槽口91，固定传动杆8与活动传动杆9连接的一端设置有能在滑动槽口91内滑动的滑杆81。滑杆81水平连接相对的两固定传动杆8的端部。
两组活动传动杆9上固定有相对设置的抱紧板10，抱紧板10采用与AUV侧壁结构相适应的弧形结构，抱紧板10能在连杆机构的驱动下随活动传动杆9活动，实现对AUV的抱紧。
本发明的运动过程：
AUV入坞前缓冲弹簧6展开，电磁铁7处于有磁力状态；由于AUV入坞时具有动能，螺旋桨也在提供推力，在AUV入坞后会冲压AUV前端保护环4及缓冲板5，AUV的动能转化为缓冲弹簧6的弹性势能；缓冲板5移动驱动固定传动杆8的滑杆81在活动传动杆9的滑动槽口91内滑动，使得抱紧板10向内侧活动，实现对AUV的抱紧；AUV出坞时，电磁铁7磁力释放，缓冲弹簧6展开，缓冲弹簧6会提供外推力辅助AUV出坞。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，其特征在于：包括入坞固定环，所述入坞固定环通过固定杆固定于底座固定板上，位于入坞固定环与底座固定板之间设置有AUV前端保护环，所述底座固定板上设置有在AUV冲压AUV前端保护环时将其动能进行转化存储的储能机构，所述AUV前端保护环与入坞固定环之间设置有至少两组相对布置的连杆机构；
所述连杆机构包括固定传动杆和活动传动杆；所述活动传动杆的一端转动连接于入坞固定环上，另一端与所述固定传动杆的一端活动连接；相对布置的活动传动杆上固定有相对设置的抱紧板；AUV冲压AUV前端保护环时，AUV前端保护环通过连杆机构驱动抱紧板抱紧AUV。
2.根据权利要求1所述的可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，其特征在于：所述储能机构包括缓冲板、两端分别连接缓冲板和底座固定板的缓冲弹簧、设置于底座固定板上能对缓冲板进行吸附的电磁铁；所述AUV前端保护环固定在缓冲板上，所述固定传动杆远离活动传动杆的一端固定在缓冲板上。
3.根据权利要求2所述的可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，其特征在于：所述电磁铁包括位于缓冲弹簧两侧的两个。
4.根据权利要求2所述的可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，其特征在于：所述缓冲弹簧内设置有一端固定于缓冲板上、另一端穿过底座固定板的导向杆。
5.根据权利要求1所述的可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，其特征在于：所述活动传动杆与固定传动杆连接的一端设置有倾斜的滑动槽口，所述固定传动杆与活动传动杆连接的一端设置有能在滑动槽口内滑动的滑杆。
6.根据权利要求5所述的可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，其特征在于：每组连杆机构包括相对的两个，每组内两个固定传动杆通过穿过滑动槽口的滑杆连接。
7.根据权利要求1所述的可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，其特征在于：所述活动传动杆与固定传动杆通过转动副活动连接。
8.根据权利要求1所述的可缓冲储能的AUV回收夹紧机构，其特征在于：所述抱紧板采用与AUV侧壁结构相适应的弧形结构。
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